腾格里沙漠南缘固定沙丘活化斑的空间分布特征

沿腾格里沙漠东南缘包兰铁路沿线中卫-干塘段设置3条宽度为1 km且垂直于路基的样带,调查距路缘不同距离植被及活化斑的数量特征,以揭示铁路沿线人工植被区内活化斑的空间分布特征及其影响因素.结果表明:随着路缘距离的增加,植物种数呈直线下降的趋势;灌木植物的盖度在路缘处为最大值30%,当路缘距离220 m时,灌木植物的盖度下降至最小5%;草本植物盖度则随着路缘距离的增加呈先增加后减少的趋势;该地区活化斑以小尺度斑块为主,分布于距离路基150～200 m,有90%以上的斑块直径小于10 m,平均斑块直径5.8 m.平均活化斑块面积及周长亦随路缘距离的增加而增加,坡度20°～30°斑块数量最大;对于沙丘不同部位而言,活化斑主要分布在丘顶和迎风坡,二者占到了活化斑总数量的63%.不同距离、坡度和地形的圆环度指数、扩展度指数和方形指数均1,说明活化斑的形状明显偏离于圆形和方形,为不规则形,且异质性较大.相关分析表明,活化斑的平均斑块面积和距离呈极显著的正相关关系,活化斑的数量主要受坡度和灌木盖度的影响,活化斑的平均周长亦主要受制于坡度,并呈极显著的正相关关系,其次是灌木盖度、植被种数、距离和草本盖度.     

运用投影寻踪法分级利用闽北生态公益林的研究

结合资料采用样地法对闽北生态公益林样地的坡度、坡长、盖度、生物多样性、生物量和人为干扰等因子进行调查,运用投影寻踪原理将闽北生态公益林分为3类进行分级利用.研究发现:坡度增加、土壤侵蚀加剧和人为干扰增加不利于生态公益林的利用.坡度对生态公益林的利用有临界值,可利用生态公益林的坡长有上限值,而生态公益林的利用与盖度、生物量和生态多样性之间关系没有明显的规律性.通过主成分分析说明了指标之间的复杂关系和指标选取的必要性.     

基于137Cs示踪法的小流域系统坡长要素坡面侵蚀机制

基于137Cs示踪法研究了小流域不同坡度、坡而植被类型下的系统坡长侵蚀作用规律.结果表明:在系统坡长尺度上坡而侵蚀强度存在峰值,且该峰值的位置位于系统坡长的中、下游.系统坡长侵蚀作用过程呈溅蚀一片蚀一近坡纹沟发育一细沟发育一切沟、冲沟侵蚀排泄一坡而侵蚀稳定(至基准面)的动态演化过程.各过程对应的坡面分布区域,上段坡而以溅蚀、片蚀为主,中上段以纹沟侵蚀为主,中下段以细沟侵蚀为主并发生侵蚀泥沙径流经由切沟、冲沟排泄现象,下段以溅蚀为主并辅以一定的下泄面蚀.在系统坡长要素侵蚀作用过程中,坡度仅对峰值出现位置起控制作用,而对坡长侵蚀作用规律无影响.地表植被对坡长侵蚀作用干扰较强,主要是通过对地表径流的拦蓄作用实现的.     

祁连山北坡冬季牧场积雪盖度与植被、地形的关系

以祁连山高寒草原为对象,测定4个坡向冬季牧场的坡度、立枯物高度和盖度及积雪盖度,分析积雪盖度与植被和地形特征之间的关系,构建基于植被(立枯物高度和盖度)和地形因素(坡度和坡向)的牧场积雪盖度估测模型,为牧场的管理提供理论依据.通过研究发现:祁连山北坡高寒草原积雪盖度与立枯物高度和盖度呈极显著负相关,与坡度和坡向呈极显著正相关;坡向和坡度与立枯物高度和盖度呈显著负相关,坡向对立枯物积累的负效应比坡度更明显.冬季牧场立枯物盖度对积雪的直接作用最大,坡度通过立枯物盖度对积雪盖度的间接作用其次,坡向和坡度通过立枯物高度对积雪盖度的间接作用显著;坡度对立枯物高度的直接作用高于坡向,其对立枯物盖度的直接作用显著.祁连山高寒草原的积雪盖度可通过植被或/和地形特征的多元线性回归方程很好地估测,基于植被和地形综合因素所建立的最佳积雪盖度估测模型为:SC(%)=70.278+4.210A+0.269S-0.138SLH-0.534SLC(R~2=0.630,P0.001)(式中,A,S,SLH和SLC分别为坡向、坡度(°)、立枯物高度(cm)和盖度(%)).     

长大纵坡路段重型车辆爬坡速度

为了确定合理的坡度和坡长,建立了适宜于长大纵坡路段特点的重型车辆动力学模型。模型中的轮胎和悬架既能够承受垂向荷载作用,也可以承受沿坡道方向的水平荷载作用;利用发动机的转矩特性和动力传递系统的挡位转换关系,研究了重型车辆爬坡过程中的速度变化规律,分析了轴载、入坡速度、坡度和坡长等因素对车辆爬坡速度的影响。研究结果表明:爬坡过程中,车辆驱动力矩变化复杂,而车辆速度呈单调下降状态;当坡长足够长时,总存在某一稳定速度,坡度越大、轴重越高,车速下降越快,稳定速度就越小;入坡速度对稳定速度没有影响,但入坡速度越高,稳定坡长越大。在分析爬坡速度影响规律基础上,提出了坡度和坡长设计控制指标,建立了合理坡度与坡长的函数模型,可供山区公路路线设计参考。     

基于RS和GIS技术的森林立地类型分类研究——以河南省商城县国营黄柏山林场为例

以地形图、土壤类型图、SPOT影像和二类调查数据为数据源,分别利用GIS和遥感技术获取了研究地的立地信息,借助于GIS的空间分析功能,对所选海拔、坡度、坡向、土壤厚度、土壤类型和植被盖度7个因子进行了空间叠加,制作了森林立地分类图,得到了森林立地分类数据库,并对各立地类型的面积进行了统计.结果表明:黄柏山林场面积超过50hm2的立地类型有20个类,这些类以低海拔、黄棕壤、高盖度为主;面积稍小的为高海拔、斜缓坡、高盖度为主的立地类型;而中海拔的立地类型面积都较小.     

氮添加对不同坡度退化高寒草地植被恢复的影响

为了研究氮素添加对不同坡度退化高寒草地植被恢复的影响,对青海省三江源区果洛藏族自治州不同坡度(7°缓坡25°,陡坡25°)的退化高寒草地进行氮添加试验,以探讨外源氮添加技术在不同坡度退化高寒草地植被恢复中的适宜性。结果表明:氮添加能提高植被地上生物量、植被高度、多度、总盖度以及物种分盖度之和,氮添加与坡度间的交互作用能显著改变植被地上生物量和平均高度(P0.05);坡度间植被特征存在显著差异(P0.05),氮添加可促进禾草类物种优势度更低的缓坡地的植被恢复,而对禾草类物种相对重要值更高的陡坡地没有显著影响。在退化高寒草地的恢复中,外源氮添加的促进效应依赖于坡度,更适宜于缓坡退化高寒草地的植被恢复。     

贵州喀斯特地区坡面土壤侵蚀机理研究*

贵州省喀斯特地区4种可控土壤侵蚀因子进行了探讨。研究表明,坡面土壤侵蚀随着坡度和坡长的增加而加剧,随盖度的增加而减轻;土壤侵蚀与种植因子P的关系研究表面,天然林、水保林及耕地撂荒等措施能够起到较好的坡面水土流失防治效果;而就坡耕地而言,较顺坡耕作,采取横坡耕作可有效防治水土流失。     

广西速生桉种植的空间分布及生态特征

广西是我国速生桉种植面积最大的省份之一,在大面积种植速生桉带来经济效益的同时,速生桉种植现状、 生态特征及其环境影响也日益受到关注.基于第一次水利普查水土保持情况普查数据,以广西为例,综合分析了速生桉 种植面积、空间分布及生态特征:1)广西速生桉种植面积已占到区国土面积的9.7%,并呈现“东南多西北少”的空间分 布特点;2)广西速生桉林分布的平均坡度为20.4°,集中分布在8°~35°的坡面上,这与有林地坡度分布存在明显差异,有 林地分布的平均坡度为26.9°,主要分布在大于25°的陡坡上;3)速生桉林分布的平均郁闭度为33.2%,有林地平均郁闭 度为53.0%,速生桉的郁闭度相对有林地明显偏小,这与速生桉作为速生树种的特殊形态特征有关;4)速生桉林的平均 盖度为61.9%,有林地平均盖度为81.1%,速生桉的盖度明显偏小.      

坡度因子对济南市坡面土壤侵蚀特征的影响

为了研究坡度因子对径流小区土壤侵蚀特征的影响,认识济南南部山区坡面侵蚀的过程,充分利用济南市水文局水土保持监测实验站径流小区2014、2015年的实测数据,系统分析了坡度因子对坡面产流、产沙量的影响。结果表明:随着坡度的增大,坡面产流、产沙量逐渐增大,在坡度为20~25°时达到最大值,之后小幅减小,且整体上呈现增大的趋势;在不同雨强条件下,最大30 min雨强I_(30)40 mm/h比I_(30)≥40 mm/h的产流量、产沙量小;随着坡面植被覆盖度的增加,土壤抗蚀性提高,坡面产流量、产沙量减小;通过土壤流失方程模拟不同坡度坡面的产沙量与径流小区实际测得数据总体上差距较小,说明该模型及其参数适用于济南南部山区。     

基于重载车辆性能的高速公路长大纵坡临界坡长确定

针对由山区高速公路纵坡坡度和坡长组合设置不合理,导致长大纵坡路段交通事故频发的问题,通过分析重型车辆上下坡运行速度特性及受力情况,以陕汽生产的F3000重载汽车为例,通过理论推导构建重型车辆公路纵坡爬坡及下坡车速与坡长理论模型,模拟不同比功率重型车辆上、下坡运行速度与坡长的变化关系,并确定高速公路合理的上下坡临界坡长。研究中假设工况为高速公路坡度1%～6%,上坡车辆最高初速度和最低末速分别为80、50 km/h,下坡最低初速度和最高末速度为0、80 km/h。使用MATLAB模拟计算其坡度与车速的变化规律。研究结果表明:上坡过程中,以80 km/h的初速度为例,稳定车速为45～61 km/h;当坡度一定时,比功率越大的车型速度降低的越快,稳定行驶速度越大,达到稳定行驶车速的平衡坡长越长。下坡过程中,当坡度一定时比功率越大的车型,车速增大越多,稳定行驶速度越大,达到稳定行驶车速的平衡坡长就越短。在坡度为1%～3%时,无须设置爬坡车道;当坡度大于3%时,比功率较低的车型,爬坡性能较差,车速下降较快,需要设置爬坡车道。重型车辆在4%、5%、6%的坡度行驶时,设置避险车道的坡长阈值分别为5.5、4、3 km。研究成果可为山区公路线形的合理设计、道路的安全防护以及爬坡车道与避险车道的设置提供理论依据,从而提高山区高速公路重型车辆的行车安全。     

基于制动毂温升的连续下坡安全设计方法

为提升高速公路连续下坡行车安全水平,缓解中国长下坡路段车路协同矛盾,研究了基于货车制动毂温升的纵坡组合安全设计方法.选取六轴铰接列车为主导车型,采用理论分析法构建了制动毂温升模型,通过实车试验验证了模型准确性.收集了试验路段多年事故数据,基于对货车事故率与制动毂温升的相关性分析,选取温度达到200℃时下坡距离、坡底温度和温升速率作为纵坡组合安全性分析指标,对连续下坡纵坡组合设计方法进行了分析.结果表明:从制动毂温升层面考虑,连续下坡应从缓坡设置、坡度差控制和坡长组合三方面进行安全设计与优化,并辅以主、被动防护和交通管控措施;合理设置缓坡有利于缓解制动毂温升,但缓坡降温效果有限,坡度无限趋缓既无益于降低制动毂温度,也增加了路线长度,宜根据临界坡度指标合理控制缓坡取值;相邻坡段坡度差不宜过大,尽量以坡差较小的纵坡组合进行展线,宜根据平均纵坡以及最大坡度差回归方程控制坡差;同时应采用长缓坡和短陡坡的坡长组合形式.由此可最大限度避免连续下坡的货车制动毂超过200℃,提升货车下坡安全.     

王朗自然保护区斑羚的生境利用研究

为了解斑羚的生境需求,本文研究了王朗自然保护区内斑羚的生境利用特征。研究发现:在地形方面,斑羚更多利用坡向为半阳坡,坡度为6~20°,坡位为中部,坡形为凸坡,距离水源大于300m的环境;在森林群落方面,斑羚更多利用郁闭度为0.25~0.49,灌木盖度为25%~49%,竹子盖度为25%~49%,植被类型为针阔混交林,森林起源为原始林的环境;在竹子方面,斑羚更多利用种类为缺苞箭竹,竹子高度为2~3m,生长状况为中等,生长类型为散生的环境。     

雨滴溅蚀模型研究

利用实验数据对影响雨滴溅蚀的5个主要因子,即降雨、土壤特性、坡度、坡面流水深和植被覆被,进行了单因子分析.结果表明,坡度对雨滴溅蚀的影响先随坡降的增加而递增,当坡度超过约26°的临界值后开始减小;雨滴溅蚀随水深与雨滴直径比值h/d的增加先增大,当h/d=1时达到最大值,之后开始减小;植被覆被屏蔽系数公式中的经验参数c值可以取为0.01.通过数据分析,提出了新的坡度因子、坡面流水深屏蔽系数计算公式,从而建立了一个新的雨滴溅蚀模型.与现有模型相比,新模型全面考虑了5个主要因子的影响,经过与实验数据的对比,模拟效果良好.     

基于RS和GIS的现代黄河三角洲植被覆盖动态变化研究

以配准后的4时相遥感影像数据为基础,应用归一化植被指数(NDVI),研究了现代黄河三角洲植被覆盖变化,探讨了植被演替的空间分布特征.结果表明,现代黄河三角洲植被演替活跃区主要集中在北部和东部近海岸区和东南部黄河新淤进区域.在过去27年间,植被覆盖面积呈增加趋势,植被累计增加面积91089.43hm2.植被以低盖度植被为主,高盖度植被所占面积较小,但高盖度植被逐年增加,平均每年增加412.83 hm2.     

黄河十大孔兑流域林草植被覆盖度的遥感估算及其动态研究

利用多源遥感数据,采用基于归一化植被指数的像元二分模型反演出1980、1998、2010、2014年4个时期的植被盖度,在此基础上分析并揭示黄河十大孔兑流域林草植被覆盖度的时空变化规律.结果表明:1)1980—2014年间,十大孔兑流域林草植被覆盖度呈现持续增加趋势,由1980年的9.29%提高至2014年的37.80%.1998年后,全流域林草植被盖度增加速率显著加快,林草植被盖度恢复主要表现为中等覆盖度的面积比例增加.2)近35年来,十大孔兑流域植被变化以稳定和完全恢复类型为主.研究区内完全恢复、恢复和轻微恢复3种植被变化类型占总面积的73.09%,严重退化、退化和轻微退化3种类型占总面积的2.72%.3)1980—2014年间,十大孔兑各个典型地理单元内林草植被盖度均呈增加趋势,除下游地区外均表现为1998年后林草植被盖度增加更为迅速.1980年,十大孔兑流域典型地理单元林草植被盖度由大到小排序为:上游西部、上游东部、下游、中游东部、中游西部.1998—2014年间典型地理单元林草植被盖度由大到小排序变化为:中游东部、上游东部、上游西部、中游西部、下游.1998年后实施的退耕还林(草)等工程是该地区植被覆盖度增加的主要原因.     

基于3s技术的土壤侵蚀分析

在分析了重庆南岸地区土壤侵蚀成因和规律后,选择了植被盖度和坡度作为确定土壤侵蚀等级的主导因子,利用1999年南岸地区TM卫星图像进行判读,提取植被盖度、土地类型和土地利用方式等信息,从地形图提取坡度信息,最后应用地理信息系统(GIS)的通用软件工具ARC/INF0、ERDAS IMAGINE8.5和ARCVIEW3.2进行土壤侵蚀等级的空间分析,得到了土壤侵蚀等级空间分布图;根据土壤侵蚀等级图的统计分析结果对土壤侵蚀的治理进行了科学评价。     

坡度及坡长对膨胀土边坡径渗流影响规律研究

在降雨条件的诱发下,膨胀土边坡常发生浅层滑坡,传统方法大多将其处理成缓坡,且认为边坡越缓越稳,但膨胀土坡却具有缓坡滑动的特性。膨胀土边坡表层含水量的变化可影响边坡浅层稳定性,而坡度和坡长等又是影响受雨后边坡表层含水量的重要因素。采用现场试验及数值模拟的方法,研究坡度及坡长对膨胀土边坡表层含水量影响规律。现场试验结果显示:膨胀土边坡坡度越陡,坡长越短,承雨面积越小时,降雨以地表径流为主,渗流为辅。通过数值模拟研究发现坡度越陡,坡长越短,越有利于边坡排水,膨胀土陡坡表层含水量可保持相对稳定的状态,由于膨胀土具低渗透性,可防止雨水进入膨胀土坡体内部而产生不利影响。研究成果表明坡度及坡长对膨胀土边坡表层含水量的影响至关重要,为解释稳定的膨胀土植绿陡坡提供佐证。     

基于坡面植被恢复的岩质边坡分类及生境再造技术研究

高速公路等基础设施建设产生了大量的岩质边坡.受岩性、构造等因素影响,岩质边坡不仅类型复杂,而且坡度大、无土壤、植被恢复十分困难.为了提高岩质边坡植被恢复的质量,需要根据植被恢复对生境条件的要求,对其进行类型划分,并提出与之相适应的生境再造技术.通过借鉴近年来中国北方地区公路岩质边坡生态建设工程案例,选取坡度、坡面结构、坡面平整程度、坡面风化程度等作为分类指标,从植被恢复的角度将岩质边坡划分为4种类型.即:微风化整体结构平整坡面、弱风化块状结构凹凸坡面、强风化碎裂结构平整坡面、碎石覆盖填方坡面.在此基础上,提出了每种类型岩质边坡的坡面处理模式和土壤-植被重建技术方法.这种岩质边坡的分类结果,可为坡面生态恢复设计与施工提供参考.     

河流断面演变关键影响因子遥感统计分析与识别

选取人类活动影响较小的三江源地区,利用多源遥感数据,结合最小二乘法与模糊聚类法开展大数据统计分析,探索自然因素对河流断面形状空间变异的影响.结果表明:在所有影响因素中,流域面积是驱动河流断面形状变化最主要的影响因素,随着断面控制流域面积的增加,上游"窄-深"型河道渐变为下游"宽-浅"型河道;土壤孔隙高、粉粒含量大、断面位置坡度高、植被盖度低的地理环境更利于抛物线型河流断面的形成;断面形状拟合参数(a)、控制流域面积(S)与宽深比(RWD)的关系函数均为指数型函数(a=c1ed1s,RWD=c2ed2S).以上结论适用于受人类活动影响小、资料缺乏的山区自然河道,可准确、高效、安全地获取河流断面形状,为河流水质评价、生态流量计算、河流健康保护、水土保持措施配置研究等奠定坚实的方法和数据基础,助力我国生态文明重大方略的实施.